北极的明天更温暖吗?

  科技
作者: 黄永明

北极的未来,这也许不是一个轻松的话题。让人感到奇怪、惊讶及担 忧的事情如今正在这里上演。以下是一件真实的故事,发表在英国《自然》 杂志上。

杜安尼·史密斯一家住在加拿大北部的伊努维克(Inuvik)。1983 年 的圣诞节,史密斯一家撑着伞冒雨前往教堂。下着雨!?这是连这个镇子 上的老人们都从未见过的景象,因为在圣诞节的时候,通常气温应该在零 下30 摄氏度,怎么可能会下雨呢?

显然,这种情形的出现与气温有关。根据美国国家冰雪数据中心的资料,2009 年,北冰洋的平均气温在上一个冬天比正常的温度高了1~2 摄氏度。

2007 年,科学家曾对5 年后、10 年后和20 年后的北极作出过一系列 预测,其中包括:5 年后,北极熊被列为濒危物种;10 年后,多年冰灾难般地减少;20 年后,北冰洋在9 月份无冰。

全球气候变化是否真的如此剧烈地在北极地区上演?

对于北极地区气候变化的原因和结果,科学家们至今无法得出确定的 结论。然而,北冰洋洋流的改变,海冰面积变小、厚度减薄,冰川融化, 着实让我们不能低估气候变化的影响。

融化的北冰洋

曾经,波光粼粼的北冰洋呈现一片欣欣向荣的温暖景象。但是,5500 万年 前,地球开始变冷,出现白雪覆盖的格陵兰岛、南极洲以及冻结的北冰洋。又过 了1000 多万年,在4400 万年前,北极冰山开始出现,与此同时,南极冰盖也登 上地球气候历史舞台。

到今天,虽然北冰洋仍千里冰封,万里雪飘,但科学家发现北冰洋正在融化。 我们可以从下面的故事看看北冰洋融化的速度有多快。

2009 年,在中国第四次北极考察中,“雪龙”号破冰船“一不小心”又创造了我国 航海史上的最北纪录。得益于海冰融化,近11 年来,“雪龙”船平均每年向北推 进一个纬度。1999 年首次北极考察,“雪龙”最北到达北纬77 度18 分;2003 年第二次北极考察,“雪龙”向前推进到北纬80 度16 分;2008 年第三次北极考 察,这一纪录被改写为北纬85 度25 分。

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【2009年中国第四次北极考察,“雪龙”号破冰船行驶在北冰洋上(gov.cn)。】

这一次,科学家们却并没有因为航海纪录的不断刷新而雀跃,因为这表明, 剩下的北冰洋海冰越来越少,科学家们忧心忡忡地说:“北冰洋海冰的融化速度 令人震撼!搭乘直升机从北纬88 度一路飞到北极点,我们看到了大片水塘、冰间 水道,甚至是一眼望不到边的开阔水域。”

北极地区的总面积2100 万平方千米,其中陆地部分占800 万平方千米,剩 下的1300 万平方千米的地方都被海洋覆盖。

北冰洋海冰每年周而复始地随气温消长,在3 月份达到最大面积——超过 1400 万平方千米,9 月份达到最小面积。夏天,海冰融化并不会造成海平面的上升, 这就像我们把冰水中漂浮的冰块化掉一样。

来自科学研究的数据或许能让我们更清楚地认识这个问题。美国的两部卫星 从1978 年开始记录每个月北极海冰覆盖的面积。科学家注意到,从1979 年到 2006 年,一年的每个月份里海冰覆盖的面积都呈现下降趋势。其中最明显的是9 月份,大概平均每十年下降9%,约10 万平方千米。

海冰的面积在2005 年只有历史平均面积的四分之三,是50 年来的最 低。仅仅两年以后,2007 年时,这个最低纪录便又被打破。

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【2008年9月10日得北极冰盖,可见海冰已与周围大陆完全脱离,东北、西北航线全线贯通(NASA)。】

到2009 年情况仍然严峻。当年2 月28 日,海冰面积达到了一年来的 最高点,这比往年的时间稍早了一些。在3 月份的大部分时间里,海冰的 面积都保持了这一高度。然而,3 月份的平均面积是1516 万平方千米, 比1979 年到2000 年的平均水平低了59 万平方千米。

至此,北极海冰3月份的平均面积已经连续六年低于平均水平。面积 减少的速度是平均每十年2.7%,相当于平均每年43000 平方千米。

同时,通过潜艇的声纳从下往上探测水面以下的海冰厚度,科学家比 较了1958 年到1976 年期间和1993 到1997 年间的声纳记录,发现在9 月下旬,北冰洋中心部分的海冰厚度平均减少了1.3 米。

因此,科学家做出的预计是,最快到2030 年,北冰洋在夏季就会不 再有海冰覆盖了。

渐渐崩溃的大陆冰川

冰川是冰的河流。格陵兰是北半球唯一出现大陆冰川的地方,其它地 区因为温度不够低,所以只能在高山地区发育冰川。

在格陵兰东海岸的上空,一些白色的斑点在深蓝的海水中构成 巨大的不规则图形,它们都是浮冰。这些浮冰就来自冰川,它 们应该生长在无边无际的白色大陆上。

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【与泰坦尼克号上演死亡之吻的冰山,就是从大陆冰川上断裂下来的庞然大物。随着格陵兰的冰川崩溃加速,北冰洋的航运、采油等活动都会受到更多威胁。】

不过,最近,一种冰雪上的古怪地貌让人心生疑惑。平坦的白色冰盖 上出现了一个个深蓝色的椭圆,就好像质地上乘的蓝宝石。这些蓝宝石其实都是冰 面融化形成的湖泊。那些蓝色的美丽池泽,正是冰川逐渐溃烂的病身处渗出的体液。

格陵兰大约有200 个海洋性冰川,面积达197.6 万平方千米。目前, 这些冰川正在一点点将格陵兰岛上积蓄的冰释放出去。

彼得曼冰川就是其中之一。它生长在格陵兰岛上,据北极点1000 千米, 是世界上最北端的冰川。最厚处达600 米,最薄的边缘约30 至80 米。

彼得曼冰川曾经发生过三次大的冰山释放事件,分别在1960 年、 1991 年和2010 年。平均下来,每25 年会发生一次。

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【格陵兰的一座冰川上,科学家将探测仪放入融水形成的一个洞中,以 探测水的温度、盐度、水流等信息。(摄影:Nick Cobbing,2009)】

自1991 年以来,过去的十七八年中,彼得曼冰川在不断扩大,悄悄 酝酿着下一次分裂。2008 年夏天,彼得曼冰川就断裂出了一个29 平方千 米的小“冰岛”。这种小规模的分裂一直在进行,科学家也早已预见到, 一次大的分裂即将到来。出乎意料的是,分裂出的浮冰竟然如此巨大!

2010 年8 月5 日,彼得曼冰川完成了又一次的大型崩溃,分裂形成 了一个巨型冰山。这个冰山的体积触目惊心:最长之处有27.75 千米,最 宽处有14.8 千米,面积约260 万平方千米,相当于四个纽约曼哈顿岛; 厚度达到约160 米,相当于纽约帝国大厦高度的一半;储存的淡水足够全 美人民喝120 天!这是北极地区半个世纪以来最大的冰川分裂事件。 至此,彼得曼冰川已经丧失了大约四分之一的浮冰架。

生机勃勃的未来?

北极变暖在很多人听起来是个坏消息,但对居住在北极圈内的10 万 因纽特人来说并不完全是这样。春天,冰面比以前更早化开,猎人们有了 更长的时间能够捕猎白鲸。

如果气候更加温暖,因纽特人也能捕猎灰熊和北美驯鹿。在格陵兰岛, 冰盖的消融让当地人看到,他们将有机会开采深埋于地下的矿藏。地质学 家相信这座世界上最大的岛上蕴含着丰富的矿藏,只是由于被冰雪覆盖而 始终无法采掘。

那么,如果2030 年的夏天,北冰洋不再有海冰覆盖,这里的生态系 统又会是怎样的呢?一项最近发表在《自然》杂志的研究为此提供了一个 可能的答案:生机勃勃。

英国国家海洋学中心的阿兰·坎普(Alan Kemp)等人的研究表明, 未来的夏季无冰的北冰洋也可能是非常多产的。他们从北冰洋的洋底取样 泥土,这些泥土中留有恐龙时代的生态线索——硅藻的痕迹。硅藻是一种 相当低级的海藻,接近食物链的最底端。这说明当时北冰洋里的生物应该 是相当丰富的。

他们同时发现了强有力的证据说明,在那时的夏天,北极也是没有海 冰的,但冬天会经常冰封。这些发现为人们想象数十年后的北极提供了一 些依据。

等到北极足够温暖,许多原本生活在更低纬度的生物可能会迁徙到北 冰洋来。大型动物也许会在夏季来觅食,天冷了再离开。

预测未来的情形还有一定的难度,而其实,现在的北极某种程度上也 已经因温暖变得“生机勃勃”了:绿色和平组织的科考破冰船“极地曙光号”在2009 年造访这里时, 有一位船员居然换上了比基尼,他们感觉并没有北京的冬天寒冷。

气候变化与北极

全球气候变化,已经是一个无孔不入的概念。北极不仅直接受到气候 变化的影响,科学家也在这里寻找气候变化的证据。冰芯是搜集古代气候 变化情况的“穿越门”,得到了气候学家格外的青睐。

两极冰盖中提取的“冰芯”层理结构和包含的同位素,乃至气泡里密 封着的远古空气,都能够成为研究古气候的蛛丝马迹。

在对冰芯的研究中,科学家已经发现,在14000 前的冰期结束后, 北极地区曾经变得温暖,而且在这之后温度也时有起伏。公元800 年到 1300年间,又出现了中世纪温暖期,维京人在这个时候踏上了“绿色的土地” 格陵兰。

到了公元1300年以后,冰期又出现了,气温迅速下降。那么,格陵 兰现在是否又在经历相似的过程呢?

与公元800年到1300年那段历史不同的是,现在人类的活动向大气 中释放了太多的二氧化碳,所以并没有先前的情况可与今天的情况作对比。

与冰芯有相似之处的另一种研究对象是溶洞中的“石笋”。一位用石 笋来代替两极冰芯的科学家的研究发现,也许是冰盖的融化改变了海洋环 流,从而引起二氧化碳的增加。这与之前人们认为是二氧化碳的增加引起 气候变暖的因果关系恰好相反。不过,这二者正好构成一个可怕的正反馈关系:也许当超过了某个临界点以后,二氧化碳浓度将像滚雪球般增加,一发不可收拾。

我们知道,从历史的角度看,目前大气中人类排放的二氧化碳是最多 的,毫无疑问,人类活动会对气候产生影响。然而,在面对自然时,人类 未必是主导的因素。

但我们关注气候变化,只是不想成为《冰河世纪》里,因为一颗橡果而碰巧引起“雪崩”的那个倒霉蛋而已。

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